某产线人员配置规划案例

文/杨龙 韩笑乐 来源/机械制造
原标题/基于价值流图思想的生产线人员配置规划

摘要：根据某合资制造企业C类产品的交付需求， 利用价值流图思想对生产线人员配置进行规划。在工艺流程、标准工时、生产效率、合格率、停工率等的基础上，完成了项目初期5年内生产线人员配置的规划，并予以实施。在保证产品按时交付的条件下，实现了人力成本最低的目标。

1 问题的提出

价值流是一个产品经过的所有过程，包括从原材料到产品的生产过程，以及从概念到投产的设计过程。价值流图最早由美国麻省理工学院精益企业研究所的迈克·鲁斯和约翰·舒克在1999年提出，它可以帮助使用者看到整个生产流程，而不是单个工序；帮助管理者了解如何使产品流动起来，是制定实施计划的基础。

目前价值流图广泛应用于各个行业，包括电子、机械设备制造，乃至航空航天领域的生产线规划和效率优化，主要应用于生产线规划。笔者针对A 公司建立C类产品线时的人员配置规划问题，应用价值流图的思想和工具对其进行分析计算，确保前期订单不足时以最低人员成本满足生产线运作的要求。

A公司是一家合资的制造企业，成立于2013年，主要生产C类产品，客户为国内相关主机生产商。双方母公司均有C类产品的生产制造，在合资公司成立后，中方C类产品的制造能力全部转移至合资公司。

在A 公司建立之初，主要面临的挑战有：项目周期长，项目前期（5 年内）订单量少，而设备投入大；产品生产过程自动化程度低，大部分设备需要人工操作。由此需要在项目前期订单量低及保证产品按时交付的情况下，尽量降低运行成本。在成本构成中，产品的生产设备是必要的，无法通过精简设备来降低此项成本，因此合理地配置操作人员数就成为降低成本的关键核心问题。

2 人员配置分析流程

2.1 产品生产工艺流程

根据整体项目前期规划及工艺规范编制C类产品工艺流程图，如图1 所示，为设备布置提供基础。

2.2 标准工时和合格率的测定

建立时间标准有两类基本策略：非工程（主观的）标准（曾经使用的时间）和工程（客观的）标准（应该使用的时间），具体采用哪种策略取决于获取信息的成本和利用信息带来的效益。因母公司双方均具备C 类产品的生产经验， 且中方公司在合资前已持续生产C类产品，可以获得以往制造数据，并能进行实际测算。

因此， 笔者结合非工程标准和工程标准通过外方历史记录（曾经使用的时间）和在中方车间使用秒表测试研（应该使用的时间）的方法，分析统计并制定了较为精确的各项工序的标准工时。因为C类产品的生产自动化程度较低，基本依靠人工操作设备或手工作业，所以文中提到的工时均为人工工时。主要工序的标准工时、合格率和完成次数见表1。

表1 主要工序的标准工时、完成次数（以年需求量7 079 件计算）

2.3 产品及工艺过程需求分析

根据主要客户的主项目计划，估算出在A公司投产的5年内C类产品的年需求量在7000件左右。根据原料、规格和工艺流程的不同，对每道工序需要完成的次数进行计算，综合所有产品的统计，最终得到每道工序需要完成的次数，这将为每道工序需要配备的人员数量提供需求基础。

2.4 人员配置规划分析

因为主要客户和年需求量都是确定的，所以在绘制人员配置规划时不考虑订单和交付的要求。又因为A公司尚未开始建立生产能力，也不需要考虑WIP（每道工序间的库存量）、信息流和交付周期，只需完成每道工序数据箱的设计，利用每道工序需要完成的次数推算本工序需要的人员数量。

常规价值流图工序框和数据箱包含以下数据：

AT（可用工作时间）：工作时间减去班组会议、工间休息吃饭、设备维护清理、场地清洁打扫等每天员工必须完成的非产品生产时间，记作T_a 。

C/T：处理一批零件需要的时间，记作T_c

C/O：调整时间，处理上一个任务调整需要的时间，记作T_O

COT：任务需要调整的次数，记作A

FPY：每个流程步骤的首次通过率，可以理解为合格率，记作P

Lot Size：批量大小，一次任务需要处理的零件数，记作L

OEE：设备利用率，记作O

零件数/天：每道工序需要完成的总数量除以工作日（240天），记作Q

Part p/cycle：同时生产的零件数量，记作Q₁

Ts=C/T（min）/part：单件标准工时=（T_oA/L+T_c）/Q₁，记作T_s。

Ideal R&R（p/min）：理想情况下每分钟零件产出量=1/T_s，记作I。

Down time（%）：停工率，根据设备类型、维护计划的以往记录，估算出每道工序的停工率，记作I_d。

Efficiency：工作效率，记作E

前文提到，A公司产品主要工序均需要手动操作，长时间工作，操作人员的工作效率会降低，造成生产效率下降。产品处于项目研制初期，设计更改较多，新工艺技术的引入也会引起较多的技术质量问题需要处理，这就势必会影响产品的正常生产。所以如何设定效率值是非常重要的，这也是精益生产的一个重要研究方向。笔者参考国际劳工组织给出的疲劳宽放数据、产品研发历史经验， 以及参考国内单件小批生产类型企业精益生产应用的情况，综合评定得出在现阶段的工作效率值为85%。

但是，如果需要精确地计算人员需求，仅仅考虑这些数据是不足的，必须同时考虑人员的生产效率和设备故障及维护时间。此外，由于大量工序受制于人工操作，所以OEE（设备利用率）对整体影响较小，可以不考虑。经以上分析及按照工艺流程图的要求，使用EXCEL 将各项数据填入每道工序的数据箱中并按照工艺顺序合并排列，可以得到工序数据箱排列，见表2。

表2 完成的工序数据箱排列

完成全部数据录入后，可计算每道工序完成当天零件数需要的人数R：

R= QT_b/T_aIEP（1-T_d）（1）

式中：T_b为因设计更改、报废等需要保留的产能比率，T_b=1.12。

表3 每道工序需要的人员数量

表4 生产线人员配置表

表5 班组人员配置表

计算得到每道工序需要的人数见表3，从表3得知，部分工序不需要配置一个操作人员，那么这部分工序在班组设置时可以与其它工序合并，合并原则为工序相近且设备操作场所相近，产品在不同工序之间流转时，操作人员能够跟随产品流转完成工序操作，保证每个班组人员进行不同工序操作时尽量在同一区域内活动，并具有良好的视觉引导设备布局设计，以降低因人员走动对完成工序的影响。

考虑到员工因意外情况（离职，病假，受伤等）造成长时间的缺岗，应配备一名备用人员。另外根据安全和设备维护的需要，热处理和表面处理的工序必须配备2名以上的操作人员。

综上，最终得到了该C类产品生产线人员配置表和班组人员配置表，见表4和表5。表5中，班组1经过相加为7.1人，考虑到计算时已经预留了12%的产能，而热处理和表面处理的人员在任务不足时也可提供支持，因此班组1 的实际配置为7人。

3 结束语

A公司通过在项目初期就将价值流图的思想和工具引入， 为企业在人力成本不断上升的情况下降低运营成本提供了有效的测算工具。A公司根据表4、表5进行了人员配置，在项目前期均有效保证了项目产品的交付。

同时，经过测算，生产线人员的工时利用率均保持在72%（每天有效工时÷8h）左右，在同行业保持了较高的效率。在A公司开始生产后，表2 经过添加信息流、在制品、生产周期等信息，将形成C产品的价值流图，也为后续工艺流程（消除浪费、提高周转率、降低在制品等）的优化方向提供了基础。